[其他]一步萃取多出口分离稀土

说明书

本发明属于湿法冶金中用液-液萃取法分离稀土元素的方法。

稀土元素，通常是指原子序数从57到71的镧系元素：镧（L_a）、铈（C_e）、鐠（P_r）、釹（Nd）、鉅（P_m）、（S_m）、銪（E_u）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（D_y）、钬（H_o）、鉺（E_r）、铥（T_m）、鐿（yb）、鑥（L_u），以及原子序数分别为21和39的钪（SC）、钇（y）。但一般工业稀土矿中不含Pm和SC。因此，本发明所指的稀土元素是除Pm和SC以外的十五个元素。

稀土元素的液-液萃取分离有多种方法，目前采用得最多的是分镏串级萃取，每个萃取体系（它通常包括一种萃取料液，一种含萃取剂的有机相、一种洗涤液）一般产出两个产品。所述的产品是含一个稀土元素或是含某几个稀土元素的富集物的水相或者有机相。上述分镏串级萃取法适合于稀土二元体系的分离，但对于稀土三元体系以至多元体系，特别是对于含十几个稀土元素的混合稀土物料的分离，采用此法就出现分离过程长、中间物料转化过多、稀土元素收率低、设备复杂、试剂消耗多等一系列问题，而且每道萃取分离工序之间的影响和牵制很大。

最近几年来，随着稀土串级萃取理论的发展，出现了一种分镏串级萃取稀土的新方法。《中国稀土学报》报道了“一步萃取分离镧鐠釹的新工艺”，该工艺以N263为萃取剂，通过一个萃取体系（含L_a、C_e、P_r、Nd、S_m的混合稀土料液，含N263萃取剂的有机相、含HNO₃0.104N的洗涤液），一步萃取得到了富镧有机相、富鐠水相和富釹水相三个产品（见该刊1985年第2期）。这种新的萃取方法，常常被称为“一分三工艺”或者是“三出口工艺”。《稀土》1986年第6期上也报道了几个“三出口工艺”的实例。如用萃取剂HEH（EHP）在独居石氯化稀土的分离中采用了“三出口工艺”。

“三出口工艺”的实现是基于这样一个事实：在稀土三元体系或者多元体系中，可以将这些稀土元素归缩为易萃组分、中间组分、难萃组分三部分，而在液-液萃取槽体中间，中间组分元素有峰状积累规律。实际上，我们在研究中发现，这个所谓的中间组分按其萃取的难易程度，又可分为若干个不同的次组分，各个次组分都存在着峰状积累规律。

根据上述研究，本发明提出了这样一种分离混合稀土的方法，即：通过一个萃取体系，在一个流程中，一步分离出至少四个产品。在正常的萃取操作中，稀土料液从多级萃取槽的一端连续导入，在产品的出口连续产出各个产品。本发明所分离的混合稀土料液中含有四个或四个以上的稀土元素。

图1是本发明萃取方法的示意图。萃取有机相（1）和洗涤液（3）分别从两端进入多级萃取槽（9），料液（2）从中间某一级进入萃取槽（9）。（4）是调整液，在必要时加入。（5）、（6）、（7）是水相出口，（8）是有机相出口。

下面结合图1来进一步说明本发明。

本发明所使用的萃取有机相中含有的萃取剂是酸性磷型萃取剂2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯，用符号表示为HEH（EHP），其分子式为：

HEH（EHP）与稀土离子进行阳离子交换作用，一般反应式为：

R³⁺_e（A）+3H₂A_2（0）()/() R_e（HA₂）_3（O）+3H⁺_（A）

用于本发明的有机相，除了含萃取剂HEH（EHP）外，还含有至少一种有机稀释剂，它能在萃取过程中改善有机相的物理性能，但它本身不参与萃取作用。这种有机稀释剂可以是一种脂肪族碳氢化合物如己烷、庚烷、癸烷，或者是一种煤油类石油镏份，或者是一种芳香族碳氢化合物如重溶剂油，或者是上述稀释剂的混合物。通常用煤油作稀释剂，稀释后有机相中HEH（EHP）的浓度为0.5～2.0M。